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1、第第5章章构造单调加载静力实验构造单调加载静力实验主要内容主要内容 5.1 概述 5.2 构造单调加载静力实验的加载制度 5.3 根本构件的单调加载静力实验 5.4 扩展构件的单调加载静力实验 5.5 建筑物或其部件的单调加载静力实验5.1 概述概述定义：单调加载静力实验是指在短时期内对实验对象进展平稳的一次延续施加荷载，荷载从“零开场不断加到构造构件破坏，或是在短时期内平稳地施加假设干次预定的反复荷载后，再延续添加荷载直到构造构件破坏。单调加载静力实验是最普遍的实验类型。单调加载静力实验主要用于模拟构造接受静荷载作用下观测和研讨构造构件的强度、刚度、抗裂性等根本性能和破坏机制。5.2 构造单
2、调加载静力实验的加载制度构造单调加载静力实验的加载制度定义：实验进展期间荷载与时间的关系。实验加载应与构造的实践受力情况吻合，如三种荷载组合短期、长期、根本情况。典型的单调加载静力实验的加载程序。预加载实验 预加载荷载值为开裂荷载的70左右，普通为开裂荷载的30-70。单调静力实验的加载程序单调静力实验的加载程序5.2 构造单调加载静力实验的加载制度续构造单调加载静力实验的加载制度续u开裂前，在到达开裂荷载计算值的90以前，按荷载短期效应组合的20分级；u开裂前，到达开裂荷载计算值的90后，按荷载短期效应组合的5分级；u开裂后，直至到达荷载短期效应组合值，仍按20分级；u超越荷载短期效应组合值
3、后，直到构造屈服前，按10分级；u构造屈服后，按y的倍数施加荷载，按2y、3y、4y分级。科研性实验荷载量分级要求荷载值下降 对非线性分析重要； 按荷载加难以控制。5.2 构造单调加载静力实验的加载制度续构造单调加载静力实验的加载制度续u当荷载小于荷载规范值时，每级荷载不应大于荷载规范值的20%；u当荷载大于荷载规范值时，每级荷载不应大于荷载规范值的10%；u当荷载接近抗裂检验荷载值时，每级荷载不应大于荷载规范值的5%；复式抽样检验 0.95目的，分级加密u当荷载接近承载力检验荷载时，每级荷载不应大于承载力检验荷载设计值的5%。复式抽样检验 0.95目的，分级加密消费鉴定性实验荷载量分级要求5
4、.2 构造单调加载静力实验的加载制度续构造单调加载静力实验的加载制度续u对仅作挠度、抗裂或裂痕宽度检验的构件应分级卸载。u作用在构件上的实验设备分量及构件自重应作为第一次加载的一部分。u注：构件在实验前，宜进展预压，以检查实验安装的任务能否正常，同时应防止构件因预压而产生裂痕。5.2 构造单调加载静力实验的加载制度续构造单调加载静力实验的加载制度续分级加载级间间歇时间t1卸载级间间歇时间t3 砼构造10min，钢构造略少； 根本原那么：变形、应变等根本稳定。恒载继续时间t2普通不小于t1的三倍 普通科研性实验30min 消费鉴定性实验30min 新构造和大跨构造12h空载继续时间t4：1.5t
5、2钢筋混凝土构造破坏标志：钢筋混凝土构造破坏标志：(1)(1)跨跨中中挠挠度度到到达达跨跨度度的的1/501/50，悬悬臂臂构构造造的挠度到达悬臂长的的挠度到达悬臂长的1/251/25；(2)(2)受受拉拉主主筋筋处处的的垂垂直直裂裂痕痕宽宽度度到到达达1.5mm1.5mm；(3)(3)受受剪剪斜斜裂裂痕痕宽宽度度到到达达1.5mm1.5mm，或或斜斜裂裂痕痕末末端端受受压压区区混混凝凝土土剪剪压压破破坏坏，或或沿沿斜斜截截面混凝土斜压破坏；面混凝土斜压破坏；(4)(4)受受拉拉主主筋筋在在端端部部滑滑脱脱达达0.2mm0.2mm，或或其其它它锚固破坏；锚固破坏；(5)(5)受拉主筋拉断；受拉
6、主筋拉断；(6)(6)受压构件的混凝土被压坏。受压构件的混凝土被压坏。构件的承载力检验系数允许值u 受力情况到达承载才干极限形状的检验标志轴心受拉、偏心受拉、受弯、大偏心受压受拉主筋处的最大裂痕宽度到达1.5mm,或挠度到达跨度的1/50热轧钢筋1.20钢丝、钢绞线、热处置钢筋1.35受压区混凝土破坏热轧钢筋1.30钢丝、钢绞线、热处置钢筋1.45受拉主筋拉断1.50受弯构件的受剪腹部斜裂痕到达1.5mm,或斜裂痕末端受城市混凝土剪压破坏1.40沿斜截面混凝土斜压破坏,受拉主筋在端部滑脱或其他锚固破坏1.55轴心受压、小偏心受压混凝土受压破坏1.50注：热轧钢筋系指HPB235级、HRB335
7、级、HRB400级和RRB400级钢筋。承载力确定承载力确定对构件进展承载力检验时，应加载至构件出现规范所列承载才干极限形状的检验标志。当在规定的荷载继续时间内出现上述检验标志之一时，应取本级荷载值与前一级荷载值的平均值作为其承载务检验荷载实测值；当在规定的荷载继续时间终了后出现上述检验标志之一时，应取本级荷载值作为其承载力检验荷载实测值。注：当受压构件采用实验机或千斤顶加载时，承载力检验荷载实测值应取构件直至破坏的整个实验过程中所到达的最大荷载值。阐明： 本条明确规定了承载力检验荷载实测值的取值方法。此处“规定的荷载继续时间终了后，系指本级荷载继续时间终了后至下一级荷载加荷完成前的一段时间。
8、5.3 根本构件的单调加载静力实验根本构件的单调加载静力实验一、受弯构件的实验一、受弯构件的实验试件的安装和加载方法试件的安装和加载方法 简支座与固定支座的实现 (1) (2) 应尽量保证加载面与支承面平整砂浆、垫沙层、橡胶+钢板 加载方法：千斤顶+分配梁最常见 普通采用等效荷载的加载图式按照所研讨的截面位置一、受弯构件的实验续一、受弯构件的实验续u正位实验，一端采用铰支座，另一端采用滚动支座，支座下面用支墩安顿在地面上，要求结实和稳定。u加载方法：u梁：常用液压加载器和分配梁，或用液压同步加载加载器直接加载。u板：普通重物加载。也可用集中荷载等效，采用梁加载方式加载。u吊车梁：采用液压，实验
9、时的加载图式要按最不利荷载布置决议集中荷载的作用位置。一、受弯构件的实验续一、受弯构件的实验续实验工程和测点布置 (1) 挠度丈量u梁的挠度f，Pf曲线、框架的P曲线、节点的P曲线u梁的真实挠度fu a) 剔除支座位移；u b) 对宽度较大的梁、板，两边对称布点贴片，以消除改动的影响支座偏心、加载点偏心；u c) 挠度的估计大小选择仪器的量程。一、受弯构件的实验续一、受弯构件的实验续(2) 应变丈量u普通在以下几个截面上：M+max、M-max、l、y 或弯矩突变处；u贴片的原那么：按应变梯度；受拉区少、压区密如采用引伸仪那么不用；普通情况下多采用不均匀布置的方法。u a)单向应力测定：单向片
10、u b)平面应力测定：多个单向片、应变花u c)箍筋和弯筋应力丈量：预埋式和外表开槽式u d)翼缘与孔边应力丈量：延续贴片力学分析结果u e)校核测点：不受力位置，检验系统误差一、受弯构件的实验续一、受弯构件的实验续(3)裂痕丈量u裂痕包括：弯曲裂痕、剪切裂痕、弯剪裂痕。u基于力学分析，在裂痕位置的垂直方向布置测点。u裂痕永远与l垂直事故处置常用原那么。u裂痕出现的判别方法：目测；P曲线；应变值。u最大裂痕宽度的丈量方法：等弯矩段选取3条，在纵筋程度位置处采用读数放大镜或裂痕标尺。u裂痕的标注方法：实验终了后绘制裂痕开展图。裂痕的标注方法一、受弯构件的实验续一、受弯构件的实验续(4)受弯塑性铰
11、丈量u丈量内容：塑性铰的出现、长度，钢筋及砼的应变情况、裂痕情况。u延性系数u丈量P曲线的意义：u钢筋在塑性铰区的延续贴片。1实验工程鉴定性实验：承载力、抗裂度和各级荷载作用下的挠度及裂痕开展情况。研讨性实验：除了承载力、抗裂度、挠度和裂痕观测外，还丈量构件某些部位的应力。挠度观测最大值挠度分布：u应力丈量 梁弯曲应力测点：梁剪应力测点：梁剪应力测点：钢筋应力测点钢筋应力测点用预埋或试件外表开槽的方法来处理设点的问题翼缘与孔边应力的丈量翼缘与孔边应力的丈量对于翼缘较宽较薄的T型梁，其翼缘部分受力不一定均匀，应沿翼缘宽度布置测点，测定翼缘上应力分布的情况。梁腹板圆孔周边的应变测点布置梁腹板圆孔周
12、边的应变测点布置校核测点和裂痕观测校核测点和裂痕观测u为了校核实验的正确性，便于整理实验结果时进展误差修正，经常在梁的端部凸角上的零 应力处设置少量测点，以检验整个丈量过程能否正常。u裂痕丈量：开展、宽度、开展和分布。肉眼察看；延续地或交替地布置测点；读数显微镜。由荷载一应变曲线观测混凝士的开裂由荷载一应变曲线观测混凝士的开裂斜裂痕测点斜裂痕测点转角和曲率的丈量转角和曲率的丈量u转角：用角位移传感器进展丈量。常用的角位移传感器和线位移传感器都是丈量测点相对于地面的转角，丈量结果处置时应该思索支座沉陷引起的刚体转动。u曲率：用应变计或位移计进展丈量，在该截面的上下边缘布置应变或位移测点，经过丈量
13、上下边缘的应变来计算曲率。二、压杆和柱的实验二、压杆和柱的实验主要研讨轴压比和长细比的影响。试件的安装和加载方法u正位实验实验机上或大型荷载架上进展、卧位实验大型试件两端采用可动铰支座反弯点截取试件模型，可思索P效应。u 对受压构件的安装就位，关键在于对中：首先进展几何对中，再进展物理对中经过应变丈量，施加20-40实验荷载。1、试件安装和加载方法卧位和正位，液压加载，构件二端均应采用比较灵敏的可动铰支座型式，普通采用刀口支座。正位实验正位实验对中对中u轴心受压柱：安装时普通先进展，即将构件轴线对准作用力的中心线。构件在几何对中后再进展物理对中，即加载达2040的实验荷载时，丈量构件中央截面两
14、侧或四个面的应变，并调整作用力的轴线，以到达各点应变均匀为止。在构件物理对中后即可进展加载实验。u偏压试件：也应在物理对中后，沿加力中线量出偏心间隔，再把加载点移至偏心距的位置上，进展实验。u加载：长柱实验机或液压加载系统;(1/10-1/15)Nu，接近开裂荷载和破坏荷载时细分2-4级。2、实验工程和测点布置、实验工程和测点布置破坏荷载：力传感器挠度：百分表或位移传感器曲率：曲率计砼应变：应变片+应变仪，应变片后贴。钢筋应变：应变片+应变仪，应变片预埋u实验工程：P曲线、s、c、max等，留意需求成对丈量。u为研讨混凝土受压区的实践应力图形，可采用测力板进展测定教材P105，类似自制传感器u
15、 (1)将测力板浇筑在棱柱体试件中进展标定；u (2)将测力板浇筑在试件中进展丈量。5.4 扩展构件的单调加载静力实验扩展构件的单调加载静力实验教材教材P1061201、试件安装和加载方法就位方式：普通采用正位实验。现场实验时还可以采用成对试件的卧位实验。安装时应设置侧向支撑，以保证屋架上弦的侧向稳定。支承方式：与梁一样，支承垫板应留有充分余地。加载方式：可以采用重力直接或杠杆加载。当施加多点集中荷载并且节点荷载较大时，采用同步液压加载。一、屋架实验一、屋架实验重重 物物 加加 载载液液 压压 加加 载载屋屋 架架 成成 对对 试试 验验屋屋 架架 试试 验验 支支 撑撑 设设 置置2、观测工
16、程和测点布置观测工程1桁架挠度及挠曲线。 2开裂荷载及破坏荷载。 3主要杆件的应变。 4节点的变形及节点刚度对杆件的次应力影响 5屋架端节点的应力分布 6预应力钢筋张拉应力和对有关部位混凝土的预压应力。 7屋架下弦预应力钢筋对屋架的反拱作用。 8预应力锚头任务性能。测点布置 可以利用构造和荷载的对称性，在屋架一半布置主要测点，而在另一半布置校核测点。1节点位移：大量程的挠度计或者用米厘纸制成标尺经过水准仪进展观测。2杆件的内力丈量 经过测应变来丈量杆件内力。杆件的内力丈量测点布置3节点应变丈量测点布置：上弦节点端部节点应变丈量4锚具性能丈量在端节点砼外表沿自锚头长度方向布置假设干应变测点：横向
17、测点和纵向测点5预应力钢筋张拉应力的丈量直接在预应力钢筋上布置应变测点丈量，通常布置屋架跨中和两端头。留意应变计的防护处置。6裂痕丈量杆件开裂荷载和裂痕宽度。端节点、腹杆与下弦杆及节点交汇处较早开裂的位置二、薄壳和网架构造的实验二、薄壳和网架构造的实验 用于大跨度建筑，经过原型实验和1/5-1/20 模型实验研讨构造受力性能及计算可靠性。1、试件安装和加载方法支承方式：1薄壳构造：实践支承方式类似双向板，有四角支承和四边支承，实验支承可以用固定铰、活动铰及滚轴。2网架构造：实践支承在框架或柱顶，实验时支承在刚性较大的型钢圈梁上。边支座普通受压，角支座及其附近支座能够受拉。支座方式下如图。网架实
18、验支座方式网架实验支座方式受压支座拉压球铰支座拉压锁形支座球面支座加载方法 重物直接堆载、水池加载或经过吊篮加载。也可用气压加载，需求较大荷载时常运用液压加载器和分配梁加载。2、观测工程和测点布置1观测工程：主要丈量位移和应变。2测点布置：常利用对称性减少测点数量。同时布置一些校核测点。 薄壳构造液压加载薄壳构造液压加载网网壳壳水水加加载载双曲扁壳构造测点布置双曲扁壳构造测点布置位移测点应变测点边境网架测点布置：1利用对称性分区2位移下弦节点，应力布置在杆件上杆件中间或节点附近 3校核测点。5.5 建筑物或其部件的单调加载静力实验建筑物或其部件的单调加载静力实验一、钢筋混凝土平面楼盖实验一、钢
19、筋混凝土平面楼盖实验楼盖包括板、次梁、主梁三个部分，实验目的是研楼盖包括板、次梁、主梁三个部分，实验目的是研讨活荷载的作用。讨活荷载的作用。一实验荷载布置一实验荷载布置板的实验 确保为单向板一实验荷载布置续一实验荷载布置续对于延续梁，活荷载最不利布置的原那么 跨中Mmax：该跨布置，左右隔跨布置 支座Mmax：该支座左、右跨布置，左右隔跨布置 支座最大剪力：同支座Mmax 可从弯矩图、挠曲线来了解 实验中为简化，可忽略较远跨的影响或仅在荷载数值上思索其影响一实验荷载布置续一实验荷载布置续次梁的实验 当主梁支承次梁时，可将次梁视为延续梁 当柱支承次梁时，将次梁视为固支梁 实践上构造中均为弹性支座
20、，无绝对意义上的铰支、固支主梁的实验 同次梁的实验柱的实验 Nmax：柱相邻跨满布 Mmax：同梁端Mmax时布置方案二实验观测二实验观测平面楼盖实验普通为非破坏性，经常为现场实验板、梁挠度的观测 工程中：精细水准仪、引出法 消除支座的影响混凝土梁、板中混凝土及钢筋的原始应力测定 卸载法应力释放法荷载的施加普通采用成袋砂、石、水泥二二 单层工业厂房整体构造空间任务实验单层工业厂房整体构造空间任务实验单层工业厂房由排架、屋盖系统、山墙等组成，由于屋盖系统和山墙对各榀平面排架的约束作用，从而构成空间构造。实验目的：确定厂房整体空间作用性质及详细分配系数。一实验荷载布置采用机械力加载的方式二实验观测
21、主要丈量加载柱列各柱柱顶的横向程度位移，从而可确定分配系数。三三 足尺房屋构造的整体实验足尺房屋构造的整体实验普通破费宏大，实验设备、台座、荷载架等的要求都很高，但能反映真实构造的实践任务性能，通常用作模拟实验根底上的验证性实验。五层中型砌块建筑足尺构造抗震静力实验教材P129-134 足尺实验意义及特点教材P133思索题：思索题：1、简述单调加载静力实验的定义。、简述单调加载静力实验的定义。2、绘出论述构造单调加载静力实验的加载制、绘出论述构造单调加载静力实验的加载制度。度。3、试根据弯矩和剪力等效原那么绘出均布荷、试根据弯矩和剪力等效原那么绘出均布荷载下简支梁的等效荷载加载图式。载下简支梁的等效荷载加载图式。4、如何布置丈量简支梁弯曲应力、剪应力分、如何布置丈量简支梁弯曲应力、剪应力分布的应变测点？布的应变测点？5、混凝土梁裂痕的丈量有几种方法？、混凝土梁裂痕的丈量有几种方法？6、柱的安装和加载方案有哪两种，特点是什、柱的安装和加载方案有哪两种，特点是什么？么？7、何谓几何对中与物理对中，在柱的实验中、何谓几何对中与物理对中，在柱的实验中如何实现？如何实现？8、如何布置丈量柱的侧向位移和变形曲线的、如何布置丈量柱的侧向位移和变形曲线的测点？测点？9、屋架安装和加载方法有几种，特点是什么、屋架安装和加载方法有几种，特点是什么？
